[發明專利]基于電量消納的區域電網新能源開發潛力評估方法

有效

• 申請號: 201710191913.X
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106874630B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 孫偉卿;田坤鵬;談一鳴;石培蕾
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/04;G06Q50/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

本發明涉及一種基于電量消納的區域電網新能源開發潛力評估方法，從新能源出力參數層面描述新能源功率特性，從電網潮流計算參數層面描述電網結構約束。基于時序生產模擬的方法，通過建立多時段潮流優化評估模型，采用matlab軟件進行編程仿真計算，以新能源機組發電量為目標函數以新能源棄風/棄光率為約束，建立相應的新能源接納能力評估模型。綜合衡量區域電網新能源開發程度，最后得到直觀的開發潛力衡量指標，通過繪圖的形式分析電網接納新能源能力的趨勢。簡單直觀的計算電網中消納可再生能源發電量，分析造成電網對于新能源接納能力不足的原因。基于多種運行場景分析電網運行的經濟性安全性，探究多場景下電網新能源的接納能力。

技術領域

本發明涉及一種能源管理技術，特別涉及一種基于電量消納的區域電網新能源開發潛力評估方法。

背景技術

隨著全球各國經濟的發展，世界能源需求量不斷增加，以電力需求最為顯著。當今世界傳統的化石能源如煤炭、石油、天然氣仍占據主導地位，并且伴隨著化石能源的開發與利用，人類賴以生存的地球正面臨環境惡化、資源短缺、霧霾嚴重、溫室效應等多種問題。化石能源的局限性打破了能源開發與經濟增長的耦合關系，傳統能源的大量開發所引發的環境惡化以及面臨能源短缺等問題，阻礙全球經濟安全、高效、可持續發展。其中，電力需求增加進一步引發二氧化碳排放，加劇了全球氣候變暖的趨勢，世界各國和組織針對全球氣候變暖問題，提出各種二氧化碳減排目標。歐盟提出到2020年，二氧化碳的減排量為1990年排放量的20％，能耗減少20％，可再生能源在能源消耗中所占的份額達到20％(EuropeanCommission.2020Climate&energy package[EB/OL].[2016-08-25].http://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2020)。

電力作為清潔、便利的二次能源，受到全世界的信賴。實現電力的清潔生產對于節能減排、可持續發展具有重要意義。目前，我國國家電網公司提出建設以具有“堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動”等特點的堅強智能電網的戰略目標，以期實現能源的全球互聯和可持續發展，推進電能替代與清潔替代。國家電網公司提出以建設特高壓電網為骨架，大力發展可再生能源。可再生能源包括水能、風能、太陽能、潮汐能等。但是，可再生能源出力具有波動性、間歇性、隨機性等不確定性，可再生能源大規模并網對電網中機組調峰能力、負荷響應水平、電源備用容量、電網運行的穩定性等多方面提出新的要求。電網中可再生能源滲透比例將影響電網運行的經濟性與安全性。合理準確的量化評估區域電網中新能源開發潛力對于電網規劃與運行具有重要意義。其開發潛力評估主要面臨以下問題：

1.合理的評估指標，根據現有研究表明關于電網消納能源能力的評估指標分為數量指標以及質量指標。數量指標包括風電裝機比例、風電穿透功率極限、短路容量比、污染物排放量等；質量指標包括風電效能、系統成本差異率、單位發電成本、單位風電價值、單位排污量等。但以上指標均沒有考慮時間尺度，新能源的開發潛力評估指標應該在一定的時間尺度下描述。

2.時間尺度選擇，區域電網的開發能力應在一定的時間尺度評估，主要是由于新能源出力本身具有不確定性造成的。新能源出力需要在一定的時間尺度下描述，一方面用于刻畫地區中新能源資源稟賦狀況，確定新能源開發邊界條件；另一方面基于時序生產模擬在某一時間尺度場景描述，便于準確評估該區域電網新能源開發潛力。

3.不確定性分析，需考慮新能源和負荷(如電動汽車、儲能設備等)的推廣普及，對電網造成的消極影響，新能源的接入使得電力系統不確定性增強，要求電力系統具備比以往更靈活的、均衡應對全網范圍內不確定因素的能力。電網中薄弱環節是影響新能源開發潛力評估的重要因素。

4.區域電網互聯，電力系統是當今復雜系統之一。全球能源互聯網的提出促進了電網全方位、寬領域、高層次的廣泛互聯，而新能源的接入更使得電網中潮流方向變化更加復雜。評估電網接納新能源能力應考慮不同區域電網的互聯，電網互聯能夠提高新能源出力與負荷水平的容錯率，有概率降低風電的反調峰特性，提高新能源的接納能力。